POTENSI DAN MEKANISME ANTIMALARIA METABOLIT …repository.unair.ac.id/48043/12/HALAMAN DEPAN.pdf · Penentuan mekanisme aksi tiga senyawa fenolik dilakukan dengan teknik molekular

DISERTASI

POTENSI DAN MEKANISME ANTIMALARIA

METABOLIT SEKUNDER DARI KULIT BATANG TUMBUHAN Dryobalanops oblongifolia Dyer

(THE POTENCY AND MECHANISM OF ANTIMALARIAL ACTIVITY OF SECONDARY METABOLITES FROM

Dryobalanops oblongifolia Dyer STEM BARK)

INDRIANI 091170204

PROGRAM STUDI S3 MIPA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA 2016

ADLN PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DISERTASI POTENSI DAN MEKANISME ANTIMALARIA.... INDRIANI

iii

Disertasi ini telah diuji pada Ujian Tertutup

Tanggal 27 Juni 2016

PANITIA PENGUJI DISERTASI

Ketua : Prof. Win Darmanto, M.Si., Ph.D

Anggota : 1. Prof. Dr. Ni Nyoman Tri Puspaningsih, M.Si

2. Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si

3. Prof. Dr. Suyatno, M.Si

4. Dr. Pratiwi Pudjiastuti, M.Si

5. Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA

6. Dr. Hery Suwito, M.Si

Ditetapkan dengan Surat Keputusan Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga Nomor : 3917/UN3.1.8/KD/2016





xiii

PRAKATA

Malaria merupakan penyakit menular yang disebabkan terinfeksinya sel darah

merah oleh Plasmodium. Resistensi Plasmodium terhadap obat antimalaria

mengakibatkan angka kesakitan dan kematian terhadap malaria tetap tinggi.

Peningkatan resistensi menyebabkan adanya kebutuhan untuk mengobati dan mencegah

penyebaran malaria. Secara umum penelitian ini bertujuan untuk memperoleh metabolit

sekunder yang berpotensi sebagai antimalaria dari ekstrak aseton kulit batang

Dryobalanops oblongifolia Dyer. Penelitian yang berhubungan dengan proses

metabolisme parasit Plasmodium merupakan hal penting dalam penemuan dan

pengembangan obat antimalaria baru. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh enam

metabolit sekunder dari kulit batang tumbuhan D. oblongifolia yang memiliki

aktivitas antimalaria yang beragam. Keenam metabolit sekunder yakni : (-)-ampelopsin

F, stereoisomer trans- diptoindonesin B, vladinol F, 6-hidroksistigmast-4-en-3-on,

stigmast-4-en-3-on , dan 3-hidroksistigmast-5-en-7-on merupakan senyawa dan

aktivitas antimalaria yang pertama kali dilaporkan pada tumbuhan D. oblongifolia.

Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada Prof. Dr. Ni Nyoman Tri Puspaningsih, M.Si. selaku promotor,

Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si selaku ko-promotor yang selalu memberikan bimbingan,

arahan, serta dorongan semangat sehingga penelitian dan penulisan naskah disertasi

dapat terselesaikan dengan baik. Kepada yang terhormat Prof. Dr. Mohammad Nasih,

SE., Mt., Ak., CMA sebagai Rektor Universitas Airlangga. Kepada yang terhormat

Rektor Universitas Tadulako Prof. Dr. Ir. Muhammad Basyir Cyio, SE, MS., atas

kesempatan untuk mengikuti studi lanjut program Doktor. Kepada yang terhormat

Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Prof. Win Darmanto,

PhD., yang memberikan kesempatan dan fasilitas untuk mengikuti pendidikan Program

Doktor. Kepada yang terhormat Pemerintah Republik Indonesia melalui Menristek

Dikti yang telah memberikan bantuan finansial Beasiswa Program Pasca Sarjana

Dalam Negeri (BPPDN) dan bantuan finansial penelitian Program Hibah Doktor

sehingga penulis dapat mengikuti pendidikan Program Doktor ilmu MIPA FST dan

menyelesaikan penelitian untuk pendidikan Program Doktor.

Semoga segala kebaikan yang telah bapak/ibu berikan tercatat sebagai amal

sholeh dan mendapat pahala yang setimpal.



xiv

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan

karuniaNya sehingga saya dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan naskah

disertasi ini yang berjudul “Potensi dan Mekanisme Antimalaria Metabolit

Sekunder dari Kulit Batang Tumbuhan Dryobalanops oblongifolia Dyer” . Selama

menjalani pendidikan pada Program Doktor ilmu MIPA Fakultas Sains dan Teknologi,

telah banyak bantuan dan arahan dari berbagai pihak baik secara moril maupun materiil,

oleh karena itu pada kesempatan ini saya menyampaikan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada :

Ibu Prof. Dr. Ni Nyoman Tri Puspaningsih, M.Si, sebagai promotor yang telah

memberikan bimbingan, arahan dan dorongan semangat dalam pelaksanaan penelitian

sampai penyelesaian tulisan naskah disertasi ini.

Ibu Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si, sebagai ko-promotor yang telah memberikan

bimbingan, arahan dan dorongan semangat serta fasilitas sehingga pelaksanaan

penelitian dan penyelesaian tulisan naskah disertasi ini dapat diselesaikan dengan baik.

Menteri Pendidikan dan Kebudayaan melalui Direktorat Jenderal Pendidikan

Tinggi yang telah memberikan bantuan finansial Beasiswa Program Pascasarjana

Dalam Negeri (BPPDN) dan bantuan finansial penelitian Program Hibah Doktor,

sehingga saya dapat mengikuti Program Doktor ilmu MIPA Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Airlannga serta dapat menyelesaikan penelitian.

Rektor Universitas Airlangga Prof. Dr. Mohammad Nasih, SE., Mt., Ak., CMA,

dan mantan Rektor Prof. Dr. Fasichul Lisan, Apt., atas kesempatan dan fasilitas yang

diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Doktor.

Rektor Universitas Tadulako, Prof. Dr. Ir. Muhammad Basyir Cyio, SE, MS., atas

kesempatan untuk mengikuti studi lanjut Program Doktor.

Direktur Program Pascasarjana Universitas Airlangga Prof. Dr. Hj. Sri Iswati,

SE., M.Si., Ak. dan mantan Direktur Program Pascasarjana Universitas Airlangga Prof.

Dr. Hj. Sri Harjati, SH., MS atas kesempatan yang diberikan untuk menjadi mahasiswa

Program Doktor.

Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Prof. Win Darmanto,

PhD, atas kesempatan yang diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan

pendidikan Program Doktor serta fasilitas laboratorium untuk penelitian disertasi.



xv

Ketua Program Studi S3 MIPA, Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA dan mantan

Ketua Program Studi S3 MIPA, Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc., atas segala bantuan

yang diberikan selama mengikuti pendidikan Program Doktor.

Tim Penguji : Prof. Win Darmanto, PhD., Prof. Dr. Ni Nyoman Tri Puspaningsih,

M.Si., Prof. Dr. Suyatno, M.Si., Dr. Nanik siti Aminah, M.Si., Dr. Alfinda Novi

Kristanti, DEA., Dr. Hery Suwoti, M.Si., yang telah memberikan berbagai saran dan

masukan untuk kelancaran penelitian dan penulisan naskah disertasi.

Prof. Yoshiaki Takaya, PhD. (Meijo University, Jepang) yang telah membantu

pengukuran spektra NMR dan MS senyawa bahan alam hasil penelitian disertasi.

Ibu Lidya Tumewu, S.Farm., M.Farm., Apt.dan Ibu Hilkatul Ilmi, SSi.,M.Si.,

Institute of Tropical Disease, Universitas Airlangga, yang telah membantu pengujian

aktivitas antimalaria.

Kepada teman-teman seangkatan di Program Doktor, MIPA-Unair, terima kasih

atas kerjasama dan dorongan semangat selama perkulihan.

Adik-adik mahasiswa S-1 dan S-2 di Laboratorium Penelitian Kimia Bahan Alam,

Departemen Kimia, FST, Universitas Airlangga atas kerjasamanya selama melakukan

kegiatan penelitian.

Segenap teman sejawat di Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Tadulako atas

segala dorongan moril kepada saya selama mengikuti pendidikan S-3.

Akhirnya kepada semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, saya

mengucapkan terima kasih atas bantuan yang saya terima, semoga mendapat balasan

dari Allah SWT.

Semoga Allah SWT, memberikan balasan atas semua kebaikan yang telah

bapak/ibu berikan. Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih banyak kekurangan,

namun penulis berharap penelitian ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu

pengetahuan. Amin ya Rabbal Alamin.

Surabaya, 10 Agustus 2016

Penulis



xvi

THE POTENCY AND MECHANISM OF ANTIMALARIAL ACTIVITY OF SECONDARY METABOLITES FROM

Dryobalanops oblongifolia Dyer STEM BARK

ABSTRACT

Malaria is still become a major problem of health in the world, especially in tropical developing and poor countries. The emergence of resistance of P. falciparum to almost all available antimalarial drugs urgently calls for the development of new antimalarial compounds that can be used to prevent the spread of the infection and to cure infected patients. Dryobalanops oblongifolia is a tropical plant belonging to the Dipterocarpaceae family. Dipterocarpaceae is known to be a rich source of oligomerstilbenoid compounds with antibacterial and cytotoxic bioactivity against P388 murine leukemia cells. The aim of this research is to find potential antimalarial compounds from acetone extract of D. oblongifolia stem bark.

The powder of D. oblongifolia stem bark was macerated by acetone solvent. The acetone extract was divided into two fractions that were soluble and insoluble in acetone – diethyl ether. The acetone - diethyl ether soluble fraction was fractionated and purified by using chromatographic techniques. The structures of secondary metabolites were identified on the basis of UV, MS, 1H- and 13C-NMR spectral data, 2D NMR experiments, and comparison with the published data. Six of secondary metabolites comprising three phenolic compounds namely (-)-ampelopsin F (1), stereoisomer trans-diptoindonesin B (2) and vladinol F (3) as well as three compounds of non-phenolic stigmastane steroids namely 6-hydroxystigmast-4-en-3-one (4), stigmast-4-en-3-one (5) and 3-hydroxystigmast-5-en-7-one (6) were successfully isolated.

The isolated compounds were tested for their antimalarial activity by in vitro against Plasmodium falciparum 3D7. The results indicated that (-)-ampelopsin F and stereoisomer trans-diptoindonesin B had potential activity as antimalarial agent, vladinol F had good activity as antimalarial agent. Three non-phenolic stigmastane steroids (6-hydroxystigmast-4-en-3-one, stigmast-4-en- 3-one and 3-hydroxystigmast-5-en-7-one) only possessed moderate antimalarial activity.

The determination of action mechanism of three phenolic compounds was performed by docking molecular method and β-hematin inhibition assay. The phenolic compounds of (-)-ampelopsin F, stereoisomer trans-diptoindonesin B and vladinol F showed hydrogen bonding and van der Waals interactions at the active site of plasmepsin II, although all these compounds are not potential candidate as plasmepsin II inhibitor. (-)-ampelopsin F, stereoisomer trans-diptoindonesin B and vladinol F showed β-hematin inhibition over 60% and therefore they can be identified as potential inhibitor of β-hematin assay. Based on literature study, it is known that the study of the isolated compounds and their antimalarial activity of D. oblongifolia had never been previously reported.



xvii

HO

OH

OH

OH

HO

OH

HH

H

H

(1)IC50 0,18 µg/mL

O OH

HO

OH

HO

O

OH

OH

HO

(2)IC50 0,48 µg/mL

O

OH

OH

OCH3

HOOCH3

(3)IC50 3,51 µg/mL

OOH

A B

C D

(4)IC50 37,29 µg/mL

O

A B

C D

(5)IC50 43,54 µg/mL

HO

A B

C D

O

(6)IC50 13,34 µg/mL

Keywords: Dryobalanops oblongifolia Dyer, Plasmodium falciparum, (-)-ampelopsin F, stereoisomer trans-diptoindonesin B, vladinol F, 6-hydroxystigmast-4-en- 3-one, stigmast-4-en- 3-one, 3-hydroxystigmast-5-en-7-one, plasmepsin II, β-hematin.



xviii

POTENSI DAN MEKANISME ANTIMALARIA METABOLIT SEKUNDER DARI KULIT BATANG

TUMBUHAN Dryobalanops oblongifolia Dyer ABSTRAK

Malaria masih menjadi masalah utama kesehatan penduduk dunia, terutama pada negara-negara tropis berkembang dan negara-negara miskin. Resistensi P. falciparum terhadap hampir semua obat antimalaria menyebabkan adanya kebutuhan yang mendesak untuk pengembangan senyawa antimalaria baru yang dapat digunakan untuk mencegah penyebaran dan mengobati infeksi malaria. Dryobalanops oblongifolia adalah tanaman tropis dari famili Dipterocarpaceae. Dipterocarpaceae diketahui sebagai sumber yang kaya senyawa oligomerstilbenoid dengan bioaktivitas antibakteri dan sitotoksik terhadap P388 sel murine leukemia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menemukan senyawa antimalaria potensial dari ekstrak aseton kulit batang D. oblongifolia.

Serbuk kulit batang D. oblongifolia dimaserasi dengan pelarut aseton. Ekstrak aseton dibagi menjadi dua fraksi, yang larut dan tidak larut dalam aseton – dietil eter. Fraksi terlarut aseton – dietil eter dipisahkan dan dimurnikan dengan menggunakan berbagai teknik kromatografi. Struktur metabolit sekunder diidentifikasi berdasarkan data UV, MS, 1H- dan 13C-NMR, 2D NMR, dan perbandingan dengan data literatur. Enam metabolit sekunder yang terdiri dari tiga senyawa fenolik yaitu (-)-ampelopsin F (1), stereoisomer trans-diptoindonesin B (2) and vladinol F (3) serta tiga senyawa non-fenolik stigmastan steroid yaitu 6-hidroksistigmast-4-en-3-on (4), stigmast-4-en-3-on (5) and 3-hidroksistigmast-5-en-7-on (6) berhasil diisolasi.

Senyawa hasil isolasi dilakukan uji aktivitas antimalaria secara in vitro terhadap Plasmodium falciparum 3D7. Hasil uji aktivitas antimalaria menunjukkan bahwa (-)-ampelopsin F dan stereoisomer trans-diptoindonesin B memiliki aktivitas potensial sebagai antimalaria, vladinol F memiliki aktivitas yang baik sebagai antimalaria. Tiga non-fenolik stigmastan steroid (6-hidroksistigmast-4-en-3-on (4), stigmast-4-en-3-on (5) and 3-hidroksistigmast-5-en-7-on (6) hanya memiliki aktivitas antimalaria sedang.

Penentuan mekanisme aksi tiga senyawa fenolik dilakukan dengan teknik molekular docking dan uji penghambatan β-hematin. Senyawa fenolik dari (-)-ampelopsin F, stereoisomer trans-diptoindonesin B dan vladinol F menunjukkan interaksi ikatan hidrogen dan van der Waals di daerah sisi aktif plasmepsin II, meskipun ketiga senyawa tersebut bukan calon inhibitor yang potensial terhadap plasmepsin II. Pada uji penghambatan β-hematin, senyawa (-)-ampelopsin F, stereoisomer trans-diptoindonesin B dan vladinol F meununjukkan penghambatan diatas 60%. Oleh karena itu, ketiga senyawa fenolik teridentifikasi sebagai inhibitor potensial. Berdasarkan studi literatur, penelitian keenam metabolit sekunder dan aktivitas antimalaria keenam metabolit sekunder dari D. oblongifolia belum pernah dilaporkan sebelumnya.



xix

HO

OH

OH

OH

HO

OH

HH

H

H

(1)IC50 0,18 µg/mL

O OH

HO

OH

HO

O

OH

OH

HO

(2)IC50 0,48 µg/mL

O

OH

OH

OCH3

HOOCH3

(3)IC50 3,51 µg/mL

OOH

A B

C D

(4)IC50 37,29 µg/mL

O

A B

C D

(5)IC50 43,54 µg/mL

HO

A B

C D

O

(6)IC50 13,34 µg/mL

Kata kunci: Dryobalanops oblongifolia Dyer, Plasmodium falciparum,(-)-ampelopsin F,

stereoisomer trans-diptoindonesin B, vladinol F, 6-hidroksistigmast-4-en-3-on, stigmast-4-en- 3-on, 3-hidroksistigmast-5-en-7-on, plasmepsin II, β-hematin.



iv

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL..................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN...................................................................... ii

HALAMAN PANITIA UJIAN TERTUTUP NASKAH DISERTASI.......... iii

DAFTAR ISI.................................................................................................. iv

DAFTAR GAMBAR..................................................................................... viii

DAFTAR TABEL......................................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN................................................................................. xii

PRAKATA.................................................................................................. xiii

UCAPAN TERIMA KASIH......................................................................... xiv

ABSTRACT..................................................................................................... xvi

ABSTRAK ............................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN......................................................................... 1

1.1 Latar Belakang....................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah.................................................................................. 6

1.3 Tujuan Penelitian................................................................................... 6

1.3.1 Tujuan Umum....................................................................... 6

1.3.2 Tujuan Khusus...................................................................... 6

1.4 Manfaat Penelitian................................................................................. 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................ 8

2.1 Tinjauan Botani Tumbuhan Dryobalanops oblongifolia Dyer............. 8

2.2 Kandungan Kimia Tumbuhan Genus Dryobalanops............................. 10

2.3 Malaria.................................................................................................... 15

2.4 Siklus Hidup Parasit Plasmodium falciparum........................................ 16

2.4.1 Siklus Aseksual...................................................................... 16

2.4.2 Siklus Seksual....................................................................... 18

2.5 Mekanisme Kerja Obat Antimalaria....................................................... 18

2.5.1 Hidrolisis Hemoglobin........................................................... 19



v

2.5.2 Pembentukan Hemozoin........................................................ 20

2.6 Mekanisme Kerja Beberapa Senyawa Antimalaria dalam Vakuola

Makanan Plasmodium........................................................................

22

2.6.1 Quinolin dan turunannya....................................................... 22

2.6.2 Artemisinin........................................................................... 24

2.6.3 Inhibitor Protease................................................................. 25

2.6.4 Azole dan Turunannya.......................................................... 25

2.6.5 Santon dan Turunannya........................................................ 26

2.7 Resistensi Plasmodium terhadap Obat Antimalaria............................ 27

2.8 Interaksi Reseptor-Ligan dengan Metoda Komputasi........................... 29

BAB III KONSEP ILMIAH DAN HIPOTESIS........................................ 32

3.1 Konsep Ilmiah........................................................................................ 32

3.2 Hipotesis................................................................................................. 34

BAB IV MATERI DAN METODE PENELITIAN................................... 36

4.1 Tahapan Peneltian.............................................................................. 36

4.1.1 Ekstraksi, Fraksinasi, Pemurnian dan Identifikasi Senyawa

Metabolit Sekunder dari Kulit Batang Dryobalanops

oblongifolia Dyer..................................................................

36

4.1.2 Uji Aktivitas Antimalaria Senyawa Metabolit Sekunder secara In

Vitro................................................................................

36

4.1.3 Docking Molekular Senyawa Antimalaria Terhadap Reseptor

(enzim) Plasmepsin II..........................................................

36

4.1.4 Uji Efek Senyawa Aktif Antimalaria Terhadap Penghambatan

Pembentukan β-Hematin......................................................

37

4.2 Definisi Operasional.......................................................................... 37

4.3 Bahan Penelitian.................................................................................... 38

4.3.1 Bahan Tumbuhan................................................................. 38

4.3.2 Bahan untuk Ekstraksi, Fraksinasi dan Kromatografi............. 38

4.3.3 Bahan Uji Antimalaria.......................................................... 38



vi

4.3.4 Bahan Uji Hambatan Pembentukan Hemozoin (β-Hematin)... 38

4.4 Instrumen dan Alat Penelitian................................................................ 38

4.5 Lokasi dan Waktu Penelitian................................................................. 39

4.6 Prosedur Penelitian................................................................................ 40

4.6.1 Isolasi, Fraksinasi dan Pemurnian Isolat dari Ekstrak Aseton

Kulit Batang Dryobalanops oblongifolia Dyer.......................

40

4.6.2 Uji Aktifitas Antimalaria Secara In Vitro................................ 40

4.6.3 Pemodelan Interaksi Senyawa Antimalaria dengan Enzim

Plasmepsin II Menggunakan Molekular Docking...................

42

4.6.4 Prosedur Uji Hambatan Pembentukan β-Hematin................... 44

BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN............................... 47

5.1 Hasil Penelitian............................................................................................ 47

5.1.1 Ekstraksi dan Pemisahan Metabolit Sekunder.......................... 47

5.1.2 Uji Aktivitas Antimalaria............................................................ 51

5.1.3 Docking Senyawa Antimalaria terhadap Enzim Plasmepsin II 55

5.1.4 Uji Efek Senyawa Aktif Antimalaria terhadap Hambatan

β-Hematin...............................................................................

61

5.2 Pembahasan............................................................................................... 62

5.2.1 Penentuan Struktur Metabolit Sekunder dari Ekstrak Aseton

Tumbuhan Dryobalanops oblongifolia..........................................

63

5.2.2 Kajian Keragaman Struktur dan Hubungan Biogenesis Metabolit

Sekunder Tumbuhan Dryobalanops oblongifolia......................

80

5.2.3 Kajian Aktivitas Antimalaria Metabolit Sekunder Terhadap

P. falciparum secara In Vitro...................................................

84

5.2.4 Kajian Mekanisme Senyawa (-)-ampelosin F, stereoisomer

trans-diptoindonesin B dan Vladinol F Menggunakan Molekular

Docking..................................................................................

85

5.2.5 Kajian Mekanisme Senyawa (-)-ampelosin F, stereoisomer

trans-diptoindonesin B dan Vladinol F terhadap Hambatan

Pembentukan β-Hematin secara In Vitro....................................

88



vii

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN....................................................... 90

7.1 Kesimpulan............................................................................................. 90

7.2 Saran..................................................................................................... 91

DAFTAR PUSTAKA...................................................................................... 92

LAMPIRAN...................................................................................................... 100



viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Pola biogenesis senyawa diptoindonesianin B dan

(-)-ampelopsin A..................................................................

14

Gambar 2.2 Siklus hidup parasit malaria Plasmodium............................. 17

Gambar 2.3 Organela parasit Plasmodium falciparum............................ 19

Gambar 2.4 Struktur pigmen malaria (hemozoin)..................................... 21

Gambar 2.5 Proses hidrolisis hemoglobin................................................ 22

Gambar 2.5 Interaksi inhibitor turunan arilalkohol dan plasmepsin II..... 31

Gambar 3.3 Bagan kerangka konseptual penelitian.................................. 35

Gambar 4.1 Diagram alir penelitian........................................................ 44

Gambar 5.1 Struktur senyawa antimalaria serta ligan EH58................... 57

Gambar 5.2 Posisi superimpose ligan hasil validasi dengan ligan awal... 58

Gambar 5.3 Struktur dan aktivitas antimalaria metabolit sekunder dari

kulit batang tumbuhan Dryobalanops oblongifolia

Dyer...................................................................................

63

Gambar 5.4 Struktur dan korelasi HMBC (H<=>C) senyawa

(-)-ampelopsin F................................................................

67

Gambar 5.5 Struktur senyawa stereoisomer trans-diptoindonesin B....... 70

Gambar 5.6 Struktur dan korelasi HMBC (H<=>C) senyawa vladinol F 73

Gambar 5.7 Struktur dan korelasi HMBC (H<=>C) senyawa

6-hidroksistigmast-4-en-3-on..............................................

74

Gambar 5.8 Struktur dan korelasi HMBC (H<=>C) senyawa stigmast-

4-en-3-on...........................................................................

76

Gambar 5.9 Struktur dan korelasi HMBC (H<=>C) senyawa 3-

hidroksistigmast-5-en-7-on.................................................

80

Gambar 5.10 Usulan biogenesis senyawa fenolik tumbuhan

D. oblongifolia.......................................................................

82

Gambar 5.11 Usulan biogenesis senyawa stigmastan steroid tumbuhan

D. oblongifolia.......................................................................

83



ix

Gambar 5.12 Interaksi ligan EH58 dengan plasmepsin II........................... 86



x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 5.1 Uji aktivitas antimalaria ekstrak aseton dalam penghambatan

pertumbuhan Plasmodium falciparum....................................

52

Tabel 5.2 Uji aktivitas antimalaria (-)-ampelopsin F dalam

penghambatan pertumbuhan Plasmodium falciparum............

53

Tabel 5.3 Uji aktivitas antimalaria stereoisomer trans-diptoindonesin

B dalam penghambatan pertumbuhan P. falciparum..............

53

Tabel 5.4 Uji aktivitas antimalaria vladinol F dalam penghambatan

pertumbuhan P.falciparum..................................................

54

Tabel 5.5 Uji aktivitas antimalaria senyawa 6-hidroksistigmast-4-en-3-

on dalam penghambatan pertumbuhan P. falciparum.............

54

Tabel 5.6 Uji aktivitas antimalaria senyawa stigmast-4-en-3-on dalam

penghambatan pertumbuhan P. falciparum............................

55

Tabel 5.7 Uji aktivitas antimalaria senyawa 3-hidroksistigmast-5-en-7-

on dalam penghambatan pertumbuhan P. falciparum.............

55

Tabel 5.8 Nilai % hambatan rata-rata dan IC50 ekstrak aseton dan

metabolit sekunder terhadap P. falciparum 3D7.....................

56

Tabel 5.9 Hasil analisa docking senyawa (-)-ampelopsin F (1),

stereoisomer trans- diptoindonesin B (2), vladinol F (3), dan

ligan EH58 pada makromolekul plasmepsin II.......................

59

Tabel 5.10 Visualisasi hasil docking senyawa (-)-ampelopsin F,

stereoisomer trans-diptoindonesin B, vladinol F pada enzim

plasmepsin II...........................................................................

60

Tabel 5.11 Persen hambatan pembentukan β-hematin oleh senyawa

(-)-ampelopsin F, stereoisomer trans-diptoindonesin B dan

vladinol F.................................................................................

62

Tabel 5.12 Data spektrum NMR senyawa 1 dan (+)-ampelopsin F.......... 66

Tabel 5.13 Data spektrum NMR senyawa 2 dan Pembanding cis-dan

trans -diptoindonesin B........................................................

69

Tabel 5.14 Data spektrum NMR senyawa 3 dan vladinol F.................... 72



xi

Tabel 5.15 Data spektrum NMR 6-hidroksistigmast-4-en- 3-

on.....................................................................................

75

Tabel 5.16 Data spektrum NMR senyawa 5 dan stigmast-4-en-

3-on......................................................................................

77

Tabel 5.17 Data spektrum NMR senyawa 6 dan 3-hidroksistigmast-5-

en-7-on..................................................................................

79



xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Diagram alir isolasi metabolit sekunder ekstrak aseton

kulit batang tumbuhan Dryobalanops oblongifolia Dyer.......

100

Lampiran 2 Data spektra senyawa (-)-ampelopsin F................................ 101

Lampiran 3 Data spektra senyawa 6-hidroksistigmast-4-en-3-on............. 104

Lampiran 4 Hasil analisis probit senyawa (-)-ampelopsin F..................... 107

Lampiran 5 Hasil analisis probit 6-hidroksistigmast-4-en-3-on............. 109

Lampiran 6 Hasil analisis probit ekstrak aseton.................................. 111



92

DAFTAR PUSTAKA Achmad, S.A. 1986. Kimia Organik Bahan Alam. Penerbit Karunika Jakarta.

Aminah, N.S., Syah, Y.M., Hakim, E.H., Aimi, N., Kitajima, M., Takayama, H.,

Achmad, S.A. 2003. Two oligostilbenes, cis- and trans-diptoindonesin B, from

Dryobalanops oblongifolia. Phytochemistry, 63, 913-917.

Aminah, N.S., Syah, Y.M., Hakim, E.H., Aimi, N., Achmad, S.A.,Niwa, M. 2006. (-)-

Ampelopsin A : A dimer resveratrol from Dryobalanops oblongifolia. Indonesia

Journal Chemistry, 6(1), 79-81.

Anderson, J.A.R. 1975. The potential of illipe nuts (Shorea spp.) as an agricultural crop.

In: Wiliams (ed.). Proceedings of Symposium on Southeast Asian Plant Genetic

Resources, Bogor-Indonesia. 20-22 March, 1975. Bogor: BIOTROP.

Apannah, S. 1998. A Riview of Dipterocarps: Taxonomy, Ecology and Sylviculture.

CIFOR. Bogor-Indonesia.

Atta-ur-Rahman. 2006. Studies in Natural Product Chemistry, Volume 33, H.E.J

Research Institute of Chemistry, University oh Karachi, Pakistan.

Bawa, K.S. 1998. Conservation of genetic Resources in the Dipterocarpaceae.

Biogeography and evolutionary Systematics of Dipterocarpaceae, In: Apannah, S.

and J.M. Turnbull (eds.). A Riview of Dipterocarps: Taxonomy, Ecology and

Sylviculture, Bogor: CIFOR.

Balint, G.A. 2001. Artemisinin and its derivatives, An important new class of

antimalarial agents. Pharmacology and Therapeutics, 90:261-265.

Beneventi, E., Conte, S., Cramarossa, M.R., Riva, S., Forti, L. 2015. Chemo-enzymatic

synthesis of new resveratrol-related dimers containing the benzo[b]furan

framework and evaluation of their radical scavenger activities. Tetrahedron, 71,

3052-3058.

Bolzacchini, E., Brunow, G., Meinardi, S., Orlandi, S., Rindone, B., Rummakko, P.,

Setala, H. 1998. Enantioselective synthesis of a benzofuranil neolignan by

oxidative coupling. Tetrahedron Letters, 39(20), 3291-3294.

Boonlaksiri, C., Oonananta, W., Kongsaereea,P., Kittakoopb, P., Tanticharoenb, M.

and Thebtaranonth, Y. 2000. An antimalarial stilbene from Artocarpus integer.

Phytochemistry, 54, 415-417.



93

Breitmaier, E. 1993. Structure Elucidation by NMR in Organic Chemistry, John Wiley

& Sons Ltd.

Bwijo, B., Kaneko, A., Takechi, M., Zungu, I.L., Moriyama, Y., Lum, J.K., Tsukahara,

T., Mita, T., Takahashi, N., Bergqvist, Y., Bjorkman, A., Kobayakawa, T. 2003.

High prevalence of quintuple mutant dhps/dhf genes in P. Falcifarum infections

seven years after introduction of sulfadoxine and pyrimetamine as first line

treatment in Malawi. Acta Tropica, 85.

Cer, R.Z., Munduri, U., Stephens, R. And Lebeda, F.J. 2009. IC50-to-Ki : a web-based

tool for converting IC50 to Ki for inhibitors of enzym activity and ligand binding.

Nucleic Acid Research, 37, 441-445.

CDC, 2004, Human Host and Malaria, National Center of Infection Diseases, Division

of Parasitic Diseases, available from

http://www.cdc.gov/malaria/biology/humanhost

Coombs G.H., Goldberg, D.E., Klemba, M., Berry, C., Kay, J., Mottram J, C. 2001.

Aspartic proteases of Plasmodium falciparum and other parasitic protozoa as drug

targets. Review, TRENDS in Parasitology, 17(11), 532-537.

Coronado, L.M., Nadavich, C.T., Spadafora, C. 2014. Malarial hemozoin : From Target

to tool, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects, 1840(6), 2032-

2041.

Dias, R. and Azevedo, W,F. 2008. Molecular Docking Algorithms. Current Drug

Targets, 9, 1040-1047.

Douglas, B.K., Helena, D., John, R.F., Jurgen, B. 2004. Docking and scoring in virtual

screening for drug discovery: Methods and application, Nature Review. Drug

Discovery, 3, 935-949.

European Commision. 2002. COST B9 Action on Chemoterapy of Protozoa Infection

(Report), Brusse: European Cooperation in The Field of Scientific and Technical

Research.

Egan, T.J., Kaschula, C.H., Marques, H.M., Misplon, A., Walden, J. 2000. Structure-

function relationships in aminoquinolines: effect of amino and chloro groups on

quinolin-hematin complex formation, inhibition of β-hematin formation, and

antiplasmodial activity. Journal of Medicinal Chemistry, 43(2), 283-291.



94

Egan, T.J. 2003. Hemozoin (malaria pigment): a unique crystalline drug target.

TARGETS, 2(3), 115-124.

Ersmark, K., Feierberg, I., Bjelic,S., Hulte´n, J., Samuelsson, B., Aqvist, J. and

Hallberga, A. 2003. C2-Symmetric Inhibitors of Plasmodium falciparum

Plasmepsin II: Synthesis and Theoretical Predictions. Bioorganic & Medicinal

Chemistry, 11, 3723–3733.

Fathaiya, J., Suhaila, M., Nordin, L. 1994. Hypoglycaemic effect of Stigmast-4-en-3-

one, from Parkia speciosa empty pods. Food Chemistry, 54, 9-13.

Fidock, D.A., Rosenthal, P.J., Croft, S.L., Brun, R., Nwaka, S. 2004. Antimalarial Drug

Discovery : Efficacy models for compound screening, Review, Nature, 3, 509-

520.

Fotie, J., Nkengfack, A.E., Rukunga, G., Tolo, F., Peter, M.G., Heydenreich, M.,

Fomum, Z,T. 2003. In vivo antimalaria activity of some oxygenated xanthones.

Annals of Tropical Medicine and Parasitology, 97(7), 683-688.

Frolich, S., Schuberth, C., Bienzle, U., Siems, K.J. 2005. In vtro antiplasmodial activity

of prenylated chalcon derivates and their interaction with haemin. Journal of

Antimicrobial Chemotheraphy, 55, 883-887.

Gillies, H.M., Warrel. 1993. Bruce CHwatt’s essential malariologi, 3th, Oxford

University Press Inc.

Happi, C.T., Gbotosho, G.O., Akinboye, D.O., Yusuf, B.O., Ebong, O.O., Sowunmi, A.,

Kyle, D.E., Milhous, W., Wrth, D.F., Oduola, A.M.J. 2005. Polymorphisms in P.

Falciparum dhfr and dhps genes and age related in vivo sulfadoxin-pyrimthamine

resistance in malaria-infected patiens from Nigeria. Acta Tropca, 95: 183-193.

Hay, A.E., Helesbeux, J.J., Duval, O., Labaied, M., Grellier, P., Richomme, P. 2004.

Antimalariah xanthones from Calophyllum caledonicum and Garcinia vieillardii.

Life Science, 75(25): 3077-3085.

Hempelmann, E., Egan, T.J. 2002. Pigment biocrystallization in Plasmodium

falcifarum. Trends in Paracitology, 18(1).

Helperin, I., Ma, B., Wolfson, H., and Nussinov, R. 2002. Principles of Docking: An

Overview of Search Algorithms and a Guide to Scoring Functions. PROTEINS:

Structure, Function, and Genetics, 47.



95

Hidaka, K., Kimura, T., Ruben, A.J., Uemura, T., Kamiya, M., Kiso, A., Okamoto,T.

2008. Antimalarial activity enhancement in hydroxymethylcarbonyl (HMC)

isostere-based dipeptidomimetics targeting malarial aspartic protease plasmepsin.

Bioorganic and Medicinal Chemistry, 16.

Heyne, K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia, Balai Kehutanan Indonesia,

Departemen Kehutan, Jakarta.

Hill.J., Tyasa, L., Phylip, L.H., Kay, J., Ben M. Dunnb, Dunnb, B.M., Berrya, C. (1994)

High level expression and characterisation of Plasmepsin II, an aspartic

proteinase from Plasmodium falciparum. Letters. 352, 155-158.

Hoang, AN., Ncokazi, KK., de Villiers, KA., Wright, DW., Egan, TJ. Crystallization of

synthetic haemozoin (β-haematin) nucleated at the surface of lipid particles,

Dalton Transactions. 39, 1235-1244.

Huy, N.T., Kamei, K., Yamamoto, T., Kondo, Y., Kanaori, K., Takano, R, Tajima, K.,

Hara, S. 2002. Effect antifungal azoles on the heme detoxification system of

malaria paraite, Journal of Biochemistry, 131 (3), 437-444.

Ignatushchenko, M.V., Winter, R.W., Bachinger, H.P., Hinrichs, D.J., Riscoe, M.K.

1997. Xanthones as antimalaria agents; studies of possible mode of action. FEBS

Letters, 49, 67-73.

Isao Kouno, Yukari, Y., Satomi, S., Miki, S., Yumi, I., and Chun-Shu, Y. 1993.

Neolignans and phenylpropanoid glocoside from Illicium difengpi.

Phytochemistry, Vol. 32, No. 6, 1573 1577.

Jeandet, P., Anne, C.L., Douillet, B., Roger, B., Sylvain D., Mohamed, S., and

Marielle, A. 2002. Phytoalexins from the Vitaceae: Biosynthesis, Phytoalexin

Gene Expression in Transgenic Plants, Antifungal Activity, and Metabolism.

Agricultural and Food Chemistry, 50, 2731-2741.

Kementrian Kesehatan RI, 2011, Epidemiologi Malaria di Indonesia, Buletin Jendela

Data dan Informasi Kesehatan.

Kohler, I., Siems, J., Siems K., Hernandes, M.A. 2002. In vitro Antiplasmodial

Investigation of Medical Plants from El Salvador, Journal Bioscience, 57, 277-

278.

Kovganko, N.V and Kashkan, Zh.N. 1999. Synthesis of (24R)-3β-Hydroxystigmast-5-

en-7-one. Chemistry of Natural Compound, 35,4.



96

Kumar, S., Guha, M., Choubey, V., Maity, P., Bandyopandhyay, U. 2006. Antimalaria

drugs inhibiting hemozoin (β-hematin) formation: A mechanistic update. Life

Sciences, 80: 813-828.

Laurent, D., Pietra, F. 2006. Antiplasmodial Marine Natural Product in the Perspective

of Current Chemotherapy and Prevention of Malaria. A Review. Marine

Biotechnology, 8 : 433-447.

Marcus, B. 2009. Malaria : Deadly Diseases and Epidemics. Chelsea House Publishers,

New York.

Mendoza, A., Silanez, S.P., Quiliano, A., Pabon, A., Galiano, S., Gonzalez, G. 2011.

Aryl piperazine and pyrrolidine as antimalarial agents. Synthesis and investigation

of structure-activity relationship. Experimental Parasitology, 128, 97-103.

Moon, R.P., Tyas, L., Certa, U.I., Rupp, K., Bur, D., Jacquet, C., Matile, H.,

Loetscher, H., Gruentnger, F., John, K., Ben, M. D., Berry, C., and Ridley, G.R.

1997. Expression and characterisation of plasmepsin I from Plasmodium

falciparum. European Journal of Biochemistry, 244, 552-560.

Morris, G.M., Goodsell, D.S., Pique, M.E., Huey, R. 2003. User Guide : AutoDock

Version 4.2, Automated Docking of Flexible Ligands to Flexible Receptors.

Muhtadi, Hakim, E.H., Juliawaty, L.D., Syah, Y.M., Achmad, S.A., Latip, J.,

Ghisalberti, E.L. 2006. Cytotoxic resveratrol oligomers from the tree bark of

Dipterocarpus hasseltii. Fitoterapia, 77, 550-555.

Mustofa. 2009. Obat Antimalaria Baru : Antara Harapan dan Kenyataan, Pidato

Pengukuhan Jabatan Guru Besar, Fakultas Kedokteran, UGM.

Newman, M.F., Burges, P.F., Whitemore, T.C. 1999. Pedoman Identifikasi Pohon

Dipterocarpaceae Pulau Kalimantan. Prosea Indonesia, Bogor.

Nindatu, M. 2008. Efek antimalaria senyawa flavonoid kulit batang cempedak

(Artocarpus champeden spreng) pada morfologi dan aktivitas biokimia parasit

malaria, Disertasi, Unair, Surabaya.

Noedl, H. 2005. Artemisinin resistance: how can we find it ?. Trends in Parasitology,

21(9), 404-405.

Nogueira, C.R., Lopes, L.M.X. 2011. Antiplasmodial Natural Products. Molecules, 16,

2146-2190.



97

Nugroho, A., Wagey, M.T. 2000, Siklus hidup Plasmodium malaria: Malaria,

Epidemiologi, Patogenesis, Manifestasi Klinik dan Penanganan. Buku

Kedokteran EGC, Jakarta, 38-53.

Pagola, S., Stephens, P.W., Bohle, D.S., Kosar, A.D., Madsen, A.K. 2000. The

Structure of malaria pigment (β-hematin). Nature, 404, 307-310.

Pranowo, HD. dan Hetadi, A.K.R. 2011. Pengantar Kimia Komputasi. CV. Lubuk

Agung, Bandung.

Purnomo, H. 2011. Kimia Komputasi, Molekular Docking Plants, Pustaka Pelajar,

Yogyakarta.

Purwaningsih. 2004. Ecological distribution of Dipterocarpaceae species in Indonesia.

Biodeversitas, 5(2), 89-95.

Qiu-Fen HU, Huai-Xue MU, Hai-Tao HUANG, Hua-Ying LV, Shu-Li LI, Pen-Fei TU,

and Gan-Peng LI. 2011. Secolignans, Neolignans and Phenylpropanoids from

Daphne feddei and Their Biological Activities. Chemistry Pharm. Bulletin.

59(11), 1421-1424.

Ridley, R.G. 2002. Medicinal need, Scientific Opportunity and the Drive for anti-

malaria Drugs. Nature, 415, 686-693.

Ronan, B., Ademir, J. S. J., and Alaíde B.O. 2009. Plant-Derived Antimalarial Agents:

New Leads and Efficient Phytomedicines. Part II. Non-Alkaloidal Natural

Products. Molecules, 14, 3037-3072.

Rosenthal, P.J., Meshnick, S.R. 1996. Hemoglobin catabolism and iron utilization by

malaria parasites. Mini review. Molecular and Biochemical Parasitology, 83,

131-139.

Rosenthal, P.J. 2004. Cystein protease of malaria parasites. International Journal for

Parasitology, 34, 1489–1499.

Satiraphan, M., Pamonsinlapatham, P., Sotanaphun, U., Sittisombut, C., Raynaud, F.,

Garbay, C., Michel, S., Cachet, X. 2012. Lupane triterpenes from the leaves of the

tropical rain forest tree Hopea odorata Roxb. and their cytotoxic activities.

Biochemical Systematics and Ecology, 44, 407–412.

Siddiqui, B.S., Ara, I., Faizi, S. 2013. Non-terpenoidal constituents of Azadirachta

indica root bark. Journal Indian Chemistry, 90, 1569-1672.



98

Siswandono dan Soekardjo B. 2000. Kimia Medisinal. Jilid I. Edisi II. Surabaya:

Airlangga University Press.

Shakya, S., Kasturi, K., Rao, K.R.S.S. 2010. Dihydrofolate Reductase: A target for

Antimalaria Drug. Pharmanest, 1(1).

Sherman, I.W. 1998. Malaria, Parasite Biology, Phatogenesis and Protection.

Wahington, D.C : ASM press.

Silva, NF., Lameira, J., Alves, C.N. 2011. A quantum mechanical/molecular mechanical

study of the aspartic protease plasmepsin IV complexed with

allophenylnorstatine-based inhibitor. Chemical Physics Letters, 509, 172–173.

Song, Y., Jin, H., Liu, X., Zhu, L., Huang, J., Li, H. 2012. Discovery of non-peptide

inhibitors of Plasmepsin II by structure-based virtual screening. Bioorganic &

Medicinal Chemistry Letters, 23, 2078-2079.

Sotheeswaran, S and Pasupathy, V. 1993. Distribution of Resveratrol Oligomers in

Plants. Phytochemistry, 32(5), 1083-1092.

Steele, J.C.P., Phelps, R.J., Simmonds, M.S.J. 2002. Two novel assays for the detection

of haemin-binding properties of antimalarials evaluated with compounds isolated

from medical from medicinal plants. Journal Antimicroba Chemotherapy, 50, 25-

31.

Sullivan Jr, D.J., Gluzman, I.Y., Goldberg, D.E. 1996. Plasmodium hemozoin formation

mediated by histidine-rich protein. Science, 271, 219-222.

Sullivan Jr, D.J. 2001. Hemozoin,: biocrystal shynthesized during the degradation of

hemoglobin. Review. Departement of molecular microbiology and immunology,

John Hopkins University, pp 129-136.

Tantra, I.G.M. 1979. The establishment of tengkawang plantations in Indonesia. In :

Proceedings of The Symposium on Management of Forest Production in

Southeast Asia, Bogor: BIOTROP.

Tjitra, E. 2004. Pengobatan malaria dengan kombinasi Artemisinin. Proceeding,

Symposium of malaria control in Indonesia, November 29-30, 63-72.

Tilley, L., Foley, M. 1997. Quinoline Antimalarials: Mechanisms of Action and

Resistance. International Journal of Parasitology, 27(2), 231-240.

Trager, W and Jensen, J.B. 1976. Human malaria parasites in continuous culture,

Science, 193, 673-675.



99

Tucker, T., Milne, A.M., Gigleux, S.F., Fenner, K.S., Coughtrie, W.H. 2011. Absolute

immunoquantification of the expression of ABC transporters P-glycoprotein,

breast cancer resistance protein and multidrug resistance-associated protein 2 in

human liver and duodenum. Biochemical Pharmacology, 83, 279-285.

WHO. 2010. Guidelines for the treatment of malaria, 2nd edition.

WHO, 2012. World Malaria Report 2012 FACT SHEET.

Wibowo, A., Ahmat, N., Hamzah, A.S., Low, A.L.M., Mohamad, S.A.S., Khong, H.Y.,

Sufian, A.S., Manshoor, N., Takayama, H. 2012. Malaysianol B, an

oligostilbenoid derivative from Dryobalanops lanceolata, Fitoterapia.

Wibowo, A., Ahmat, N., Hamzah, A.S., Sufian, A.S., Ismail, N.H., Ahmad, R., Jaafar,

F.M., Takayama, H. 2011. Malaysianol A, a new trimer resveratrol from the stem

bark of Dryobalanops aromatic. Fitoterapia, 82, 676-681.

Widyawaruyanti, A. 2007. Potensi dan Mekanisme Antimalaria Senyawa Flavonoid

Hasil Isolasi dari Kulit Batang Artocarpus champeden spreng. Disertasi. Program

Pascasarjana, Unair.

Wiser, M.F. 2001. Biochemistry of Plasmodium, Review, Tulane University.

Zein, U. 2003. Two Cases of Severe Traveler’s Falciparum Malaria with Improve

Conditions After Administration of Oral Quinine. Acta Medica Indonesia, 3, 111-

114.

Ziegler, J., Linck, R., Wright, D.W. 2001. Heme Aggregation inhibitors: antimalarial

drugs targeting an essential biomineralization process. Medicinal Chemistry, 8(2),

171-189.



Documents

POTENSI DAN MEKANISME ANTIMALARIA METABOLIT …repository.unair.ac.id/48043/12/HALAMAN DEPAN.pdf · Penentuan mekanisme aksi tiga senyawa fenolik dilakukan dengan teknik molekular